力学练习受力分析
力学专题一 受力分析周末练习
编 稿:李丽娟 审 稿:龚 宇 责 编:李井军
本周练习
1. 如图所示,置于水平桌面上的物体A 重490N ,物体B 重294N ,物体B 在匀速下降了40cm 的过程中,拉动物体A 在水平桌面上匀速移动了一段距离;若用一水平向左的力F 拉动物体A ,使物体A 在5s 内匀速移动0. 5m (不计动滑轮、绳重以及滑轮轮轴间摩擦),则下列说法正确的是 A .拉力F 为294N ,拉力F 的功率为29.4W B .拉力F 为147N ,拉力F 的功率为14.7W C .物体A 与桌面的滑动摩擦力为294N D .绳子拉力对物体B 所做的功为73. 5J
2. 小文的体重为600N ,当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m 的重物A 时(重物始终未出水面),他对地面的压强为8.75×10Pa 。已知小文与地面的接触面积为400
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。当他用此滑轮组
在空气中匀速提升重物B 时,滑轮组的机械效率是80%。已知重物A 重物B 所受重力之比G A :GB =5:12,若不计绳重和摩擦,g=10N/kg。求:
(1)提升重物A 时小文对地面的压力。 (2)物体A 的密度。
(3)在水中提升重物A 时滑轮组的机械效率。
(4)重物A 完全出水面后,以0.2m/s的速度匀速上升,小文拉绳的功率P 。
3. 如图是某水上打捞船起吊装置结构示意简图。某次打捞作业中,该船将沉没于水下深处的一只密封货箱以0.1m/s的速度匀速打捞出水面,已知该货箱体积为50m ,质量是200t 。( g取10N/kg,忽略钢缆绳重及其与滑轮间的摩擦, 不考虑风浪、水流等因素的影响。) 求: (1) 货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少?
(2) 货箱完全出水后,又被匀速吊起1m ,已知此时钢缆绳拉力F 为6.25×10N ,起吊装置的滑轮组机械效率是多少?
(3) 货箱未露出水面时, 钢缆绳拉力的功率为多少
?
5
3
4
4. 如图是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。起重机总重G =8×10N ,A 是动滑轮,B 是定滑轮,C 是卷扬机,D 是油缸,E 是柱塞。通过卷扬机转动使钢丝绳带动A 上升,打捞体积V =0.5m 、重为G
物
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的重物。若在打捞前起重机对地面的压强p 1=2×10Pa ,当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为
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p 2,重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强p 3=2.5×10Pa 。假设起重时E 沿竖直方向,重物出水前、后E 对吊臂的支撑力分别为N 1和N 2,重物出水前滑轮组的机械效率为80%,重物出水后卷扬机牵引力的功率为11875W ,吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。(g 取10N/kg)求: (1)重物在水中匀速上升时起重机对地面的压强p 2; (2)支撑力N 1和N 2之比; (3)重物出水后匀速上升的速度。
本周练习答案
1、A D 2、 解:
(1) F支=F压=p人S 人
=8.75×10Pa ×400×10m =350N (2) F拉=G人-F 支=600N-350N=250N F 浮=ρ
水
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-42
gV A
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=1×10kg/m×10N/kg ×0.01m =100N G A +G动=2F拉+F浮=2×250N+100N=600N
G A +G动=600N ①
B 在空气中:ηB = G A :GB =5:12 ③ 由①②③式可得 G A =375N,G动 =225N
=80% ②
=3.75×10kg/m (3) A在水中
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ηA =
==55%
(4)=×2v 物
= 3、 解: (1)F 浮=ρ
液
×2×0.2m/s=120W
V 排g = 1.0×10 kg/m×50m ×10N/kg
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333
= 5×10N (2)露出水面后:
(3)露出水面后:
由F=, 可得:
5
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G 动=4F-G 物=4×6.25×10N -2×10N=5×10N 露出水面前:
v 钢缆=nv物=4×0.1m/s=0.4m/s
4、
=5×10N ×0.4m/s=2×10W
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解:(1)
(2)重物浸没在水中上升时,滑轮组的机械效率:
G 动=3750N
设钢丝绳上的力在出水前后分别为F 1、F 2,柱塞对吊臂支撑力的力臂为L 1, 钢丝绳对吊臂拉力的力臂为L 2。根据杠杆平衡条件可知: N 1L 1=3F1L 2 ;N 2L 1=3F2L 2
= F1=(G 物-F 浮+ G动) F2=(G 物+ G动)
=
==
(3)出水后钢丝绳上的力:F 2=(G物+G动)/3
重物上升的速度v 物,钢丝绳的速度v 绳,v 绳=3v物 P=F2 v绳
v 绳==1.5m/s